基于SRAM结构FPGA逻辑资源的测试编程.doc
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1、基于SRAM结构FPGA逻辑资源的测试编程1 引言随着现场可编程门阵列( FPGA) 芯片在商业、军事、航空航天等领域越来越广泛的应用, 其可靠性和可测试性也显得尤为重要。对设计人员来说,FPGA 的使用相当灵活。然而, 正是这种应用的不确定性和重复可编程性, 增加了芯片测试的难度。目前, 已有较多工作集中于基于SRAM 结构的FPGA 测试方法研究 1-7 。其核心问题是建立什么样的测试模型, 以及施加什么样的测试激励, 使故障激活, 同时, 还能在可及端测量出来。因此, 还要确定在什么地方施加激励, 在什么地方进行测量。根据需求, FPGA 的测试大体可分为面向制造的测试过程( MT P)
2、 和面向应用的测试过程( AT P)两类。MT P 主要是从制造商的角度来测试, 测试成本主要体现在测试向量集长度所决定的测试时间的费用上。MTP 主要针对可编程逻辑块( CLB) 、输入输出单元( IOB ) 、可编程连线( PI ) 及编程用的SRAM 等进行测试。AT P 是在应用级上的测试,也就是把FPGA 配置为特定的功能进行测试, 具有很强的针对性, 测试过程相对简单。但是, 不管是MTP 还是AT P, 都至少有一个 测试配置( TC) , 向量实施( TS) 的过程 6 。完整的测试通常需要反复进行配置和测试。一般来说, 编程比较费时且编程后的配置速度较低。因此, FPGA 测
3、试的关键在于如何在保证故障覆盖率的前提下, 用最少的编程次数, 将FPGA 低速在线配置和高速测试有机地结合起来, 从而实现完整的测试。本文介绍一种基于SRAM 结构FPGA 逻辑资源的测试编程方法, 并以Xilinx 公司的XC4000 系列 8 为例, 在BC3192V50 数模混合集成电路测试系统上, 通过从串模式, 实现数据的配置和测试。2 基于SRAM 结构的FPGA从编程原理来说, FPGA 主要有基于反熔丝( arrTIfuse) 结构和基于SRAM 结构两大类。XC4000 系列是基于SRAM 结构的, 其逻辑功能的配置基于内部阵列分布的SRAM 结构, 即通过对这些SRAM
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